JP2007084699A

JP2007084699A - Ink for green sheet and method for producing ceramic substrate

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Publication number: JP2007084699A
Application number: JP2005275606A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Sakurada; 和昭桜田; Kenji Wada; 健嗣和田; Toshiyuki Kobayashi; 敏之小林; Koji Koiwai; 孝二小岩井
Original assignee: Seiko Epson Corp; Koa Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp; Koa Corp
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2007-04-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide ink which is used for ceramic green sheets (un-fired ceramic substrates) and can well be arranged on the ceramic green sheets to form highly precise patterns without excessively widely wetting the green sheets, and to provide a method for producing a ceramic substrate, comprising forming a functional pattern with the ink. <P>SOLUTION: This ink 10 for discharging its liquid drops to form a functional pattern 5 on a ceramic green sheet 7 is characterized by dispersing functional particles in a water-based dispersion medium consisting mainly of water and having a static contact angle of 30 to 90 degree to the ceramic green sheet 7. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、グリーンシート用インクと、これを用いて機能パターンを形成するセラミックス基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a green sheet ink and a method for manufacturing a ceramic substrate using the ink to form a functional pattern.

近年、電子機器に対する小型化、多機能化の要求が益々大きくなっており、これを構成する各種電子部品の小型化、複合化も進められている。これに伴い、電子部品が実装される回路基板も配線等の微細化が進められている。また、製品の多様化に伴い、配線等からなる回路を形成した基板についても、多品種少量生産への対応が求められている。 In recent years, there has been an increasing demand for downsizing and multi-functionality of electronic devices, and various types of electronic components constituting the electronic devices are being downsized and combined. Accordingly, circuit boards on which electronic components are mounted are also being miniaturized. In addition, with the diversification of products, it is also demanded that the substrate on which a circuit composed of wirings and the like is formed be compatible with high-mix low-volume production.

ところで、前記した小型化要求に応えるための微細配線形成用の基板としては、基板自体が機能性材料であるセラミックス基板が、多層化による内層部品の形成、寸法の安定性などの点で有利であることから、好適とされている。特に、セラミックスの焼結温度が９００℃以下であり、抵抗率が小さい銀を回路形成材料として用いることが可能な低温同時焼成セラミックス基板、すなわちＬＴＣＣ（低温焼成セラミックス）基板が、高周波回路を中心にして広範囲に用いられている。 By the way, as a substrate for forming a fine wiring to meet the above-described demand for miniaturization, a ceramic substrate, which is a functional material of the substrate itself, is advantageous in terms of formation of inner layer parts by multilayering, dimensional stability, and the like. For some reason, it is preferred. In particular, a low-temperature co-fired ceramic substrate that can use a ceramic sintering temperature of 900 ° C. or less and a low resistivity silver as a circuit forming material, that is, a LTCC (low-temperature fired ceramic) substrate is mainly used for high-frequency circuits. Is widely used.

ＬＴＣＣ基板における配線形成方法としては、抵抗率が低いＡｇ、Ｐｄ等の貴金属粒子と樹脂や溶剤とを含むペーストを、未焼成セラミックスシート、すなわちグリーンシートにスクリーン印刷し、これを必要枚数を積層した後、焼成して前記金属粒子を焼結し、導通を確保する方法が知られている。
しかしながら、このようなスクリーン印刷法では前記の多品種少量生産についてのニーズに対応しきれなくなってきており、したがって、セラミックス基板に対し、例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載されているようなインクジェット法を適用することが考えられる。
特開平８−２２２４７５号公報特開平１１−２６０６６４号公報ＷＯ９９−２３５４００号公報 As a method for forming a wiring on an LTCC substrate, a paste containing noble metal particles such as Ag and Pd having a low resistivity, a resin and a solvent is screen-printed on an unfired ceramic sheet, that is, a green sheet, and a required number of sheets are laminated. After that, a method is known in which the metal particles are sintered to ensure conduction.
However, such a screen printing method cannot fully meet the needs for the above-mentioned multi-product small-volume production. Therefore, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3 describe ceramic substrates. It is conceivable to apply such an ink jet method.
JP-A-8-222475 JP-A-11-260664 WO99-235400

ところが、インクジェット法を未焼成セラミックス基板に対する印刷に適用しようとした場合、配線等の機能パターンを形成するためのインク液が未焼成セラミックス基板に対して濡れ広がり、あるいは未焼成セラミックス基板中に染み込んでしまうことにより、インク液を所望のパターン通りに精度良く配することができず、結果として機能パターンを高精度に形成することができないといった課題があった。 However, when the ink jet method is applied to printing on an unfired ceramic substrate, the ink liquid for forming a functional pattern such as a wiring wets and spreads on the unfired ceramic substrate or penetrates into the unfired ceramic substrate. As a result, there is a problem in that the ink liquid cannot be accurately arranged according to a desired pattern, and as a result, the functional pattern cannot be formed with high accuracy.

本発明は前記課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、セラミックスグリーンシート（未焼成セラミックス基板）に対して過度に濡れ広がることなどがなく、良好に配置させられることで高精度のパターン形成を可能にするグリーンシート用インクと、これを用いて機能パターンを形成するセラミックス基板の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is high accuracy by being placed well without being excessively wet spread with respect to the ceramic green sheet (unfired ceramic substrate). Another object of the present invention is to provide a green sheet ink that enables pattern formation and a ceramic substrate manufacturing method that uses this to form a functional pattern.

前記目的を達成するため本発明のグリーンシート用インクは、セラミックグリーンシートに対して機能パターンを形成するための、液滴吐出用のインクであって、
水を主成分とする水系の分散媒に機能性粒子を分散させてなり、前記セラミックグリーンシートに対する静的接触角が３０度以上９０度以下であることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the green sheet ink of the present invention is a droplet discharge ink for forming a functional pattern on a ceramic green sheet,
Functional particles are dispersed in an aqueous dispersion medium containing water as a main component, and a static contact angle with respect to the ceramic green sheet is 30 degrees or more and 90 degrees or less.

一般に、有機溶剤系で成形されたセラミックグリーンシートには、ポリビニルブチラールアクリル等の有機溶剤に可溶な樹脂からなるバインダーが存在していることから、有機溶媒を主とする油系の分散媒を含有するインクでは、前記バインダーに対する分散媒の濡れ性が良いことにより、インクを配した際にこれが必要以上に濡れ広がってしまい、例えば微細配線を形成しようとしても、濡れ広がりによって線幅が所望の幅以上に広くなってしまう。
そこで、このグリーンシート用インクによれば、分散媒として、樹脂に対して濡れ性が低い水系のものを用いていることにより、セラミックグリーンシート上で必要以上に濡れ広がってしまうのが防止される。また、セラミックグリーンシートに対する静的接触角が３０度以上であるので、このセラミックグリーンシートに対し、濡れ性が過度になることなく抑えられたものとなり、したがって前記したようにセラミックグリーンシート上で必要以上に濡れ広がってしまうのが防止される。一方、セラミックグリーンシートに対する静的接触角が９０度以下であるので、セラミックグリーンシートに対して撥液性が高くなり過ぎ、これに弾かれてしまうことにより、例えば配線などの連続したパターンが形成できなくなるといった不具合が防止される。よって、セラミックグリーンシート上に所望のパターン状で良好に配置させられることにより、高精度のパターン形成が可能なインクとなる。 Generally, a ceramic green sheet molded with an organic solvent system contains a binder made of a resin soluble in an organic solvent such as polyvinyl butyral acrylic, so an oil-based dispersion medium mainly composed of an organic solvent is used. In the ink to be contained, since the wettability of the dispersion medium with respect to the binder is good, the ink spreads more than necessary when the ink is arranged. For example, even if an attempt is made to form a fine wiring, the line width is desired by the wetting spread. It becomes wider than the width.
Therefore, according to the green sheet ink, the use of an aqueous medium having low wettability with respect to the resin as the dispersion medium prevents the wetting and spreading more than necessary on the ceramic green sheet. . Further, since the static contact angle with respect to the ceramic green sheet is 30 degrees or more, the wettability is suppressed without being excessive with respect to the ceramic green sheet, and thus, as described above, it is necessary on the ceramic green sheet. It is prevented that it spreads more than the above. On the other hand, since the static contact angle with respect to the ceramic green sheet is 90 degrees or less, the liquid repellency becomes too high with respect to the ceramic green sheet, and a continuous pattern such as wiring is formed by being repelled by this. Problems such as the inability to do so are prevented. Therefore, the ink can be formed with high accuracy by being arranged in a desired pattern on the ceramic green sheet.

また、前記グリーンシート用インクにおいては、前記セラミックグリーンシートに、バインダー成分として、水に不溶な樹脂が含まれていてもよい。
このようにバインダー成分が水に不溶な樹脂を含んでおり、したがって有機溶剤等からなる油系の分散媒に溶解してしまう場合にも、本発明におけるインクの分散媒は、水を主成分とする水系の分散媒からなっているため、バインダーを溶解してしまい、その後グリーンシートを焼成してセラミックス基板を作製する際に悪影響を与えるといったことが回避される。 In the green sheet ink, the ceramic green sheet may contain a water-insoluble resin as a binder component.
Thus, even when the binder component contains a resin that is insoluble in water and therefore dissolves in an oil-based dispersion medium composed of an organic solvent or the like, the ink dispersion medium in the present invention contains water as a main component. Since the binder is dissolved in the water-based dispersion medium, it is avoided that the green sheet is fired thereafter to adversely affect the production of the ceramic substrate.

また、前記グリーンシート用インクにおいては、インク中の水の量が２０重量％以上８０重量％以下であるのが好ましい。
２０重量％未満であると、例えばバインダー成分である樹脂によってセラミックグリーンシート上から弾かれてしまう度合いが少なくなり、濡れ性が良くなり過ぎることで分散媒がセラミックグリーンシート中に染み込んでしまい、パターン形成が難しくなるおそれがある。また、８０重量％を越えると、インクの表面張力が大きくなり過ぎ、液滴吐出法による吐出が難しくなる。また、分散粒子の濃度が小さくなるので、所望の膜厚を得にくくなる。そこで、２０重量％以上８０重量％以下とすることで、インクによるパターン形成が容易になるとともに、液滴吐出法での吐出も容易になる。 In the green sheet ink, the amount of water in the ink is preferably 20% by weight or more and 80% by weight or less.
If it is less than 20% by weight, for example, the degree of being repelled from the ceramic green sheet by the resin as the binder component is reduced, and the dispersion medium soaks into the ceramic green sheet because the wettability is too good. Formation may be difficult. On the other hand, if it exceeds 80% by weight, the surface tension of the ink becomes too large, and it becomes difficult to discharge by the droplet discharge method. Further, since the concentration of the dispersed particles becomes small, it is difficult to obtain a desired film thickness. Therefore, by setting the content to 20% by weight or more and 80% by weight or less, pattern formation with ink is facilitated and ejection by the droplet ejection method is facilitated.

また、前記グリーンシート用インクにおいては、前記機能性粒子が、導電材料、抵抗体材料、高誘電体材料、磁性体材料のうちのいずれか一種からなるのが好ましい。
機能性粒子を導電材料とすれば、このインクによって配線や電極などの導電パターンを形成することができる。さらに、前記導電材料、抵抗体材料、高誘電体材料、磁性体材料から適宜に選択し、機能性粒子として用いれば、積層セラミックスコンデンサ、積層インダクター、ＬＣフィルタ、複合高周波部品等を形成することができる。 In the green sheet ink, the functional particles are preferably made of any one of a conductive material, a resistor material, a high dielectric material, and a magnetic material.
If the functional particles are conductive materials, conductive patterns such as wirings and electrodes can be formed with this ink. Furthermore, when the conductive material, resistor material, high dielectric material, and magnetic material are appropriately selected and used as functional particles, a multilayer ceramic capacitor, a multilayer inductor, an LC filter, a composite high-frequency component, etc. can be formed. it can.

本発明のセラミックス基板の製造方法は、セラミックグリーンシートに対し、前記のグリーンシート用インクを液滴吐出法で選択的に配し、その後、加熱処理することでセラミックグリーンシートをセラミックス基板にするとともに、前記グリーンシート用インクを機能パターンにすることを特徴としている。
このセラミックス基板の製造方法によれば、前記のグリーンシート用インクをセラミックグリーンシートに対して配しているので、このグリーンシート用インクをセラミックグリーンシート上に所望のパターン状で良好に配置することができ、したがって高精度のパターン形成が可能になる。 The method for producing a ceramic substrate of the present invention is to selectively dispose the aforementioned green sheet ink by a droplet discharge method on a ceramic green sheet, and then heat-treat the ceramic green sheet to a ceramic substrate. The green sheet ink has a functional pattern.
According to this method for manufacturing a ceramic substrate, since the green sheet ink is arranged on the ceramic green sheet, the green sheet ink is preferably arranged in a desired pattern on the ceramic green sheet. Therefore, a highly accurate pattern can be formed.

また、前記のセラミックス基板の製造方法においては、前記セラミックグリーンシートがガラスを含有してなる場合に、前記加熱処理では、その加熱温度を、前記セラミックグリーンシート中に含まれるガラスの軟化点以上とするのが好ましい。
このようにすれば、加熱処理によってセラミックグリーンシートをセラミックス基板にした際、その加熱温度を、前記セラミックグリーンシート中に含まれるガラスの軟化点以上としているので、形成された機能パターンが軟化したガラスによって基体上に強固に固着するようになる。 Further, in the method for producing a ceramic substrate, when the ceramic green sheet contains glass, in the heat treatment, the heating temperature is equal to or higher than the softening point of the glass contained in the ceramic green sheet. It is preferable to do this.
In this way, when the ceramic green sheet is made into a ceramic substrate by heat treatment, the heating temperature is not less than the softening point of the glass contained in the ceramic green sheet, so that the formed functional pattern is softened glass By this, it becomes firmly fixed on the substrate.

以下、本発明を詳しく説明する。
本発明のグリーンシート用インクは、セラミックグリーンシートに対して機能パターンを形成するための、液滴吐出法用のインクであり、本発明のセラミックス基板の製造方法は、前記グリーンシート用インクを用い、セラミックグリーンシート上に機能パターンを形成する方法である。
この製造方法によって得られるセラミックス基板は、各種の電子機器に用いられる電子部品となるもので、各種配線や電極等からなる回路パターン、積層セラミックスコンデンサ、積層インダクター、ＬＣフィルタ、複合高周波部品等を基板に形成してなるものである。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The green sheet ink of the present invention is an ink for a droplet discharge method for forming a functional pattern on a ceramic green sheet, and the method for producing a ceramic substrate of the present invention uses the green sheet ink. This is a method for forming a functional pattern on a ceramic green sheet.
The ceramic substrate obtained by this manufacturing method is an electronic component used in various electronic devices. Circuit substrates composed of various wirings, electrodes, etc., multilayer ceramic capacitors, multilayer inductors, LC filters, composite high frequency components, etc. are substrates. It is formed.

具体的には、図１に示すように本発明に係るセラミックス回路基板１は、セラミックス基板２が多数（例えば１０枚から２０枚程度）積層されてなる積層基板３と、この積層基板３の最外層、すなわち一方の側の表面に形成された、微細配線等からなる回路４とを有して形成されたものである。積層基板３は、積層されたセラミックス基板２、２間に、本発明のグリーンシート用インク（以下、単にインクと記す）からなる回路（機能パターン）５を形成したもので、これら回路５には、これに接続するコンタクト（ビア）６が形成されている。このような構成によって回路５は、上下に配置された回路５、５間が、コンタクト６によって導通したものとなっている。なお、回路４も、回路５と同様に、本発明のグリーンシート用インクから形成されたものとなっている。 Specifically, as shown in FIG. 1, a ceramic circuit board 1 according to the present invention includes a laminated board 3 in which a large number (for example, about 10 to 20) of ceramic boards 2 are laminated, and an outermost layer of the laminated board 3. It is formed with an outer layer, that is, a circuit 4 made of fine wiring or the like formed on the surface of one side. The laminated substrate 3 is formed by forming a circuit (functional pattern) 5 made of the green sheet ink of the present invention (hereinafter simply referred to as ink) between the laminated ceramic substrates 2 and 2. A contact (via) 6 connected to this is formed. With this configuration, the circuit 5 is electrically connected between the circuits 5 and 5 arranged above and below by the contact 6. The circuit 4 is also formed from the green sheet ink of the present invention, like the circuit 5.

ここで、本発明のインク（グリーンシート用インク）について説明する。
本発明のインクは、セラミックグリーンシートに対して前記した回路パターン等の機能パターンを形成するためのもので、インクジェット法等の液滴吐出法によって吐出され選択的に配されるよう調製されたものである。
このインクは、水を主成分とする水系の分散媒と、この分散媒に分散させられてなる機能性粒子とを主成分とし、必要に応じて水溶性樹脂や界面活性剤、安定剤などが添加されてなるものである。 Here, the ink of the present invention (green sheet ink) will be described.
The ink of the present invention is for forming a functional pattern such as the circuit pattern described above on a ceramic green sheet, and is prepared so as to be discharged and selectively arranged by a droplet discharge method such as an ink jet method. It is.
This ink is mainly composed of an aqueous dispersion medium mainly composed of water and functional particles dispersed in the dispersion medium. If necessary, a water-soluble resin, a surfactant, a stabilizer, etc. It is added.

分散媒としては、水が例えば分散媒全体の半分を越える量配合され、これによって分散媒全体として、水としての性質、例えばその粘性や樹脂に対する反発性等を発揮するようになっている。また、水以外の分散媒としては、水に対して相溶性が高いものが用いられ、例えばグリセンリンやグリコール等の多価アルコールが好適に用いられる。 As the dispersion medium, water is mixed in an amount exceeding, for example, more than half of the entire dispersion medium, whereby the dispersion medium as a whole exhibits properties as water, for example, its viscosity and resilience to the resin. Further, as the dispersion medium other than water, those having high compatibility with water are used, and for example, polyhydric alcohols such as glycerin and glycol are preferably used.

このような分散媒において、その水の量がインク全体に対して占める割合（配合量）としては、２０重量％以上８０重量％以下、すなわち、インク中の水の量は２０重量％以上８０重量％以下であるのが好ましい。
２０重量％未満であると、後述するようにセラミックグリーンシート中のバインダー成分である樹脂によってセラミックグリーンシート上から弾かれてしまう度合いが少なくなり、濡れ性が良くなり過ぎることで分散媒がセラミックグリーンシート中に染み込んでしまい、パターン形成が難しくなるおそれがあるからである。また、８０重量％を越えると、インクの表面張力が大きくなり過ぎ、液滴吐出法による吐出が難しくなるからである。そこで、前記のように２０重量％以上８０重量％以下とすることで、インクによるパターン形成を容易にすることができるとともに、液滴吐出法での吐出も容易にすることができるのである。特に、３０重量％以上５０重量％以下とすれば、パターン形成の容易性をより高め、かつ吐出容易性もより高めることができ、好ましい。 In such a dispersion medium, the proportion (blending amount) of the water relative to the entire ink is 20% by weight to 80% by weight, that is, the amount of water in the ink is 20% by weight to 80% by weight. % Or less is preferable.
If it is less than 20% by weight, the degree of repelling from the ceramic green sheet by the resin as the binder component in the ceramic green sheet is reduced as will be described later, and the wettability becomes too good, so that the dispersion medium becomes ceramic green. This is because it may soak into the sheet and make pattern formation difficult. On the other hand, if it exceeds 80% by weight, the surface tension of the ink becomes excessively high, and it becomes difficult to discharge by the droplet discharge method. Therefore, by making the content 20% by weight or more and 80% by weight or less as described above, it is possible to easily form a pattern with ink and also to facilitate ejection by a droplet ejection method. In particular, when the content is 30% by weight or more and 50% by weight or less, the ease of pattern formation can be further improved, and the ease of ejection can be further improved, which is preferable.

また、分散媒中の水以外の分散媒、すなわち多価アルコール等については、特にインク全体の粘度を調整することでインクジェット法（液滴吐出法）による吐出安定性を高めるとともに、ノズル近傍でのインクの乾燥性を制御すること等を目的として添加される。吐出安定性については、水自体は粘性が低いことから、これより粘性が高い分散媒を添加することで、インクジェット法で良好に吐出できる範囲にインクの粘性を調整している。乾燥性については、分散媒中の水の割合が高くなると、ノズル近傍において分散媒としての水がすぐに乾いてしまうことで、粒子が凝集を起こしてノズルがふさがれることにより、インクが吐出できなくなるおそれがある。そこで、水以外の分散媒として水より乾燥性が低いもの、すなわち蒸気圧が低い分散媒を添加することで、分散媒全体の乾燥性を抑えている。
なお、インク全体に対する分散媒全体の割合については、吐出安定性や乾燥性に加え、インクとしての安定性などを考慮して決定される。 In addition, for dispersion media other than water in the dispersion medium, that is, polyhydric alcohols, etc., in particular, by adjusting the viscosity of the entire ink, the ejection stability by the ink jet method (droplet ejection method) is improved, and in the vicinity of the nozzles. It is added for the purpose of controlling the drying property of the ink. Regarding the ejection stability, since water itself has a low viscosity, the viscosity of the ink is adjusted to a range in which the ink can be satisfactorily ejected by adding a dispersion medium having a higher viscosity. Regarding dryness, when the proportion of water in the dispersion medium increases, the water as the dispersion medium dries quickly in the vicinity of the nozzle, causing particles to agglomerate and blocking the nozzle, thereby discharging ink. There is a risk of disappearing. Therefore, by adding a dispersion medium other than water having a lower drying property than water, that is, a dispersion medium having a low vapor pressure, the drying property of the entire dispersion medium is suppressed.
The ratio of the entire dispersion medium to the entire ink is determined in consideration of the stability as an ink in addition to the ejection stability and the drying property.

機能性粒子としては、導電材料、抵抗体材料、高誘電体材料、磁性体材料などが好適とされ、インクによって形成する機能パターンに応じて、これら材料からなる粒子のうちのいずれか一種が選択され用いられる。
機能性粒子として例えば導電材料からなる導電粒子を用いる場合、この導電粒子としては、抵抗率が小さく、かつ、熱処理によって酸化されない安定な貴金属が好適とされ、具体的には、銀、パラジウム、白金、金より選ばれた一種または複数種、もしくはこれらの合金からなるものが好適に用いられる。このような金属粒子、すなわち導電粒子を用いることにより、配線や電極等の導電パターンを低抵抗で安定に形成することができる。これら金属からなる導電粒子の平均粒子径は１〜１００ｎｍ程度、好ましくは１０〜３０ｎｍ程度とされる。 As the functional particles, a conductive material, a resistor material, a high dielectric material, a magnetic material, etc. are suitable, and one kind of particles made of these materials is selected according to a functional pattern formed by ink. And used.
For example, when conductive particles made of a conductive material are used as the functional particles, a stable noble metal having a low resistivity and not oxidized by heat treatment is suitable as the conductive particles. Specifically, silver, palladium, platinum One or a plurality selected from gold, or an alloy thereof is preferably used. By using such metal particles, that is, conductive particles, conductive patterns such as wirings and electrodes can be stably formed with low resistance. The average particle diameter of the conductive particles made of these metals is about 1 to 100 nm, preferably about 10 to 30 nm.

このような導電粒子を含有するインクとして、銀粒子を導電粒子として用いた場合の組成の一例を以下に示す。
・機能性粒子が導電粒子の場合（インクＡ）
導電粒子；銀粒子；４０重量％、
分散媒；水；４０重量％
分散媒；グリセリン；２０重量％ An example of the composition when silver particles are used as the conductive particles as the ink containing such conductive particles is shown below.
・ When the functional particles are conductive particles (ink A)
Conductive particles; silver particles; 40% by weight;
Dispersion medium; water; 40% by weight
Dispersion medium; glycerin; 20% by weight

また、機能性粒子として、抵抗体材料からなる抵抗体粒子、高誘電体材料からなる高誘電体粒子、磁性体材料からなる磁性体粒子をそれぞれ用いた場合のインクの組成の一例を以下に示す。
・機能性粒子が抵抗体粒子の場合（インクＢ）
抵抗体粒子；酸化ルテニウム（IV）粒子；１０重量％、
分散媒；水；６０重量％
分散媒；グリセリン；３０重量％
・機能性粒子が高誘電体粒子の場合（インクＣ）
高誘電体粒子；チタン酸バリウム粒子；１０重量％、
分散媒；水；６０重量％
分散媒；グリセリン；３０重量％
・機能性粒子が磁性体粒子の場合（インクＤ）
高誘電体粒子；ニッケル粒子；１０重量％、
分散媒；水；６０重量％
分散媒；グリセリン；３０重量％ In addition, an example of the composition of the ink when the resistor particles made of a resistor material, the high dielectric particles made of a high dielectric material, and the magnetic particles made of a magnetic material are used as the functional particles is shown below. .
・ When the functional particles are resistor particles (ink B)
Resistor particles; ruthenium (IV) oxide particles; 10% by weight;
Dispersion medium; water; 60% by weight
Dispersion medium; glycerin; 30% by weight
・ When the functional particles are high dielectric particles (ink C)
High dielectric particles; barium titanate particles; 10% by weight;
Dispersion medium; water; 60% by weight
Dispersion medium; glycerin; 30% by weight
・ When the functional particles are magnetic particles (ink D)
High dielectric particles; nickel particles; 10% by weight,
Dispersion medium; water; 60% by weight
Dispersion medium; glycerin; 30% by weight

なお、抵抗体粒子としては、酸化ルテニウム（ＲｕＯ_２）以外にもニクロムやＴａＮ（窒化タンタル）などを用いることもできる。また、磁性体粒子としては、鉄やコバルトなどを用いることができる。
このような抵抗体粒子、高誘電体粒子、磁性体粒子にあっても、その平均粒子径については、前記の導電粒子と同様、１〜１００ｎｍ程度、好ましくは１０〜３０ｎｍ程度とされる。 In addition to the ruthenium oxide (RuO ₂ ), nichrome, TaN (tantalum nitride), or the like can be used as the resistor particles. Moreover, iron, cobalt, etc. can be used as a magnetic particle.
Even in such resistor particles, high dielectric particles, and magnetic particles, the average particle size is about 1 to 100 nm, preferably about 10 to 30 nm, as in the case of the conductive particles.

また、このようにして構成されるインクについては、特に、後述するセラミックグリーンシートに対する静的接触角を、３０度以上９０度以下となるように調製している。
後述するように一般にセラミックグリーンシートには、樹脂からなるバインダーが含有されている。したがって、有機溶媒を主とする油系の分散媒を含有するインクでは、前記バインダーに対する分散媒の濡れ性が良いことから、インクを配した際にこれが必要以上に濡れ広がってしまう。すると、例えば微細配線を形成しようとしても、濡れ広がりによって線幅が所望の幅以上に広くなってしまう。 In addition, the ink configured as described above is prepared so that a static contact angle with respect to a ceramic green sheet described later is 30 degrees or more and 90 degrees or less.
As will be described later, generally, a ceramic green sheet contains a binder made of a resin. Therefore, an ink containing an oil-based dispersion medium mainly composed of an organic solvent has good wettability of the dispersion medium with respect to the binder, so that when the ink is disposed, the ink spreads more than necessary. Then, for example, even if fine wiring is to be formed, the line width becomes wider than a desired width due to wet spreading.

そこで、本発明のインクでは、分散媒として、前述したように樹脂に対して濡れ性が低く反発性を有する水系のものを用いることにより、セラミックグリーンシートに対する静的接触角を３０度以上にしている。このように３０度以上に調整することで、このインクはセラミックグリーンシートに対し、濡れ性が過度になることなく抑えられたものとなり、したがって前記したようにセラミックグリーンシート上で必要以上に濡れ広がってしまうといったことが防止される。 Therefore, in the ink of the present invention, as described above, by using an aqueous medium having low wettability to the resin and having rebound characteristics, the static contact angle with respect to the ceramic green sheet is set to 30 degrees or more. Yes. By adjusting to 30 degrees or more in this way, this ink is suppressed without excessive wettability with respect to the ceramic green sheet. Therefore, as described above, the ink spreads more than necessary on the ceramic green sheet. Is prevented.

また、本発明のインクでは、水以外の分散媒を併用することなどにより、セラミックグリーンシートに対する静的接触角を９０度以下にしている。このように静的接触角を９０度以下に調整することで、セラミックグリーンシートに対して撥液性（反発性）が高くなり過ぎ、これに弾かれてしまうことにより、例えば配線などの連続したパターンが形成できなくなるといった不具合が防止される。
よって、本発明のインクによれば、水と水以外の分散媒との量比を適宜に決定することなどにより、セラミックグリーンシートに対する静的接触角が前記範囲となるようにインク全体を調製することで、セラミックグリーンシート上に所望のパターン状で良好に配置させられるようになり、したがって高精度のパターン形成が可能となる。 In the ink of the present invention, the static contact angle with respect to the ceramic green sheet is set to 90 degrees or less by using a dispersion medium other than water together. By adjusting the static contact angle to 90 degrees or less in this way, the liquid repellency (repulsiveness) becomes too high with respect to the ceramic green sheet, and by being repelled by this, for example, continuous wiring or the like Problems such as the inability to form a pattern are prevented.
Therefore, according to the ink of the present invention, the entire ink is prepared so that the static contact angle with respect to the ceramic green sheet is within the above range by appropriately determining the amount ratio of water and a dispersion medium other than water. As a result, a desired pattern can be satisfactorily arranged on the ceramic green sheet, and thus a highly accurate pattern can be formed.

ここで、セラミックグリーンシートとして、後述するようにセラミックス粉末としてのアルミナと、ガラス粉末としてのホウ珪酸ガラスとを１：１の重量比で混合し、さらにバインダーとしてポリビニルブチラールを添加するとともに、可塑剤、有機溶剤（分散剤）等を適宜に添加して形成したものを用意し、このセラミックグリーンシートに対する前記各インクの静的接触角を調べたところ、以下に示す通りとなった。
・機能性粒子が導電粒子（銀粒子）であるインクＡの静的接触角；７０度
・機能性粒子が抵抗体粒子（酸化ルテニウム粒子）である
インクＢの静的接触角；８０度
・機能性粒子が高誘電体粒子（チタン酸バリウム粒子）である
インクＣの静的接触角；８０度
・機能性粒子が磁性体粒子（ニッケル粒子）である
インクＤの静的接触角；８０度 Here, as the ceramic green sheet, alumina as ceramic powder and borosilicate glass as glass powder are mixed at a weight ratio of 1: 1 as described later, and polyvinyl butyral is added as a binder, and a plasticizer Then, an organic solvent (dispersing agent) or the like was appropriately added, and the static contact angle of each ink with respect to the ceramic green sheet was examined. The results were as follows.
-Static contact angle of ink A in which functional particles are conductive particles (silver particles); 70 degrees-Functional particles are resistor particles (ruthenium oxide particles)
Ink B static contact angle: 80 degrees-The functional particles are high dielectric particles (barium titanate particles)
Ink C static contact angle: 80 degrees-The functional particles are magnetic particles (nickel particles)
Ink D static contact angle; 80 degrees

次に、このようなインクを用いた、前記セラミックス回路基板１の製造方法を、図２の概略工程図を参照して説明する。
まず、原料粉体として、前述したように平均粒径が１〜２μｍ程度のアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）や酸化チタン（ＴｉＯ_２）等からなるセラミックス粉末と、平均粒径が１〜２μｍ程度のホウ珪酸ガラス等からなるガラス粉末とを用意し、これらを適宜な混合比、例えば１：１の重量比で混合する。 Next, a method for manufacturing the ceramic circuit board 1 using such ink will be described with reference to a schematic process diagram of FIG.
First, as a raw material powder, as described above, ceramic powder made of alumina (Al ₂ O ₃ ) or titanium oxide (TiO ₂ ) having an average particle diameter of about 1 to 2 μm, and an average particle diameter of about 1 to 2 μm. A glass powder made of borosilicate glass or the like is prepared, and these are mixed at an appropriate mixing ratio, for example, a weight ratio of 1: 1.

次に、得られた混合粉末に適宜なバインダー（結合剤）や可塑剤、有機溶剤（分散剤）等を加え、混合・撹拌することにより、スラリーを得る。ここで、バインダーとしては前記したポリビニルブチラールが好適に用いられるが、これは水に不溶であり、かつ、いわゆる油系の有機溶媒に溶解しあるいは膨潤し易いものである。したがって、インクについては、その分散媒として油系でなく水系のものを用いる必要がある。 Next, a suitable binder (binder), a plasticizer, an organic solvent (dispersant), etc. are added to the obtained mixed powder, and a slurry is obtained by mixing and stirring. Here, the polyvinyl butyral described above is preferably used as the binder, but it is insoluble in water and easily dissolved or swelled in a so-called oil-based organic solvent. Therefore, for the ink, it is necessary to use a water-based ink rather than an oil-based dispersion medium.

次いで、得られたスラリーを、ドクターブレード、リバースコーター等を用いてＰＥＴフィルム上にシート状に形成し、製品の製造条件に応じて数μｍ〜数百μｍ厚のシートに成形し、その後、ロールに巻き取る。
続いて、製品の用途に合わせて切断し、さらに所定寸法のシートに裁断する。本実施形態では、例えば１辺の長さを２００ｍｍとする正方形状に裁断する。 Next, the obtained slurry is formed into a sheet on a PET film using a doctor blade, reverse coater, etc., and formed into a sheet having a thickness of several μm to several hundred μm depending on the production conditions of the product, and then rolls Take up around.
Subsequently, the sheet is cut according to the use of the product, and further cut into a sheet having a predetermined size. In this embodiment, for example, it is cut into a square shape having a side length of 200 mm.

次いで、必要に応じて所定の位置に、ＣＯ_２レーザー、ＹＡＧレーザー、機械式パンチ等によって孔開けを行うことでスルーホールを形成する。そして、スルーホールを形成したセラミックグリーンシートについては、厚膜導電ペーストのスクリーン印刷によって所定の位置に導電パターンを形成し、コンタクト（図示せず）とする。このようにしてコンタクトまでを形成することにより、本発明におけるセラミックグリーンシート７を得る。 Next, through holes are formed at predetermined positions by drilling with a CO ₂ laser, a YAG laser, a mechanical punch, or the like as necessary. And about the ceramic green sheet in which the through hole was formed, a conductive pattern is formed in a predetermined position by screen printing of thick film conductive paste, and it is set as a contact (not shown). Thus, the ceramic green sheet 7 in this invention is obtained by forming to a contact.

このようにしてセラミックグリーンシート７を形成したら、これの一方の側の表面に、本発明における機能パターンとなる前記回路５の前駆体を、前記コンタクトに連続した状態に形成する。すなわち、図３（ａ）に示すようにセラミックグリーンシート７上に、前述した本発明のインク１０を配し、前記回路５となる前駆体１１を形成する。なお、ここでは、機能パターンとして回路５を形成するため、インク１０としては、前記した導電粒子（銀粒子）を機能性粒子として含有し、水系の分散媒に分散させたものを用いている。 When the ceramic green sheet 7 is formed in this way, the precursor of the circuit 5 which becomes the functional pattern in the present invention is formed on the surface on one side of the ceramic green sheet 7 so as to be continuous with the contact. That is, as shown in FIG. 3A, the above-described ink 10 of the present invention is arranged on the ceramic green sheet 7 to form the precursor 11 that becomes the circuit 5. Here, in order to form the circuit 5 as a functional pattern, the ink 10 includes the above-described conductive particles (silver particles) as functional particles and dispersed in an aqueous dispersion medium.

前記セラミックグリーンシート７上へのインク１０の配置（塗布）については、液滴吐出法であるインクジェット法が採用される。このインクジェット法は、例えば図４に示すインクジェット装置（液滴吐出装置）５０を用い、図５に示すインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）７０からインクを吐出する方法である。以下に、インクジェット装置５０及びインクジェットヘッド７０について説明する。 For the arrangement (application) of the ink 10 on the ceramic green sheet 7, an ink jet method which is a droplet discharge method is employed. This ink jet method is a method of ejecting ink from an ink jet head (droplet discharge head) 70 shown in FIG. 5, for example, using an ink jet device (droplet discharge device) 50 shown in FIG. Below, the inkjet apparatus 50 and the inkjet head 70 are demonstrated.

図４はインクジェット装置５０の斜視図である。図４において、Ｘ方向はベース５２の左右方向であり、Ｙ方向は前後方向であり、Ｚ方向は上下方向である。インクジェット装置５０は、インクジェットヘッド（以下、単にヘッドと呼ぶ）７０と、基板Ｓ（本実施形態ではセラミックグリーンシート７）を載置するテーブル４６とを主として構成されている。なお、インクジェット装置５０の動作は、制御装置５３により制御されるようになっている。 FIG. 4 is a perspective view of the inkjet device 50. In FIG. 4, the X direction is the left-right direction of the base 52, the Y direction is the front-rear direction, and the Z direction is the up-down direction. The ink jet apparatus 50 mainly includes an ink jet head (hereinafter simply referred to as a head) 70 and a table 46 on which a substrate S (in this embodiment, a ceramic green sheet 7) is placed. The operation of the ink jet device 50 is controlled by the control device 53.

基板Ｓを載置するテーブル４６は、第１移動手段５４によりＹ方向に移動および位置決め可能とされ、モータ４４によりθｚ方向に揺動および位置決め可能とされている。一方、ヘッド７０は、第２移動手段（図示せず）によりＸ方向に移動および位置決め可能とされ、リニアモータ６２によりＺ方向に移動および位置決め可能とされている。また、ヘッド７０は、モータ６４，６６，６８により、それぞれα，β，γ方向に揺動および位置決め可能とされている。このような構成のもとにインクジェット装置５０は、ヘッド７０のインク吐出面７０Ｐと、テーブル４６上の基板Ｓとの相対的な位置および姿勢を、正確にコントロールできるようになっている。 The table 46 on which the substrate S is placed can be moved and positioned in the Y direction by the first moving means 54, and can be swung and positioned in the θz direction by the motor 44. On the other hand, the head 70 can be moved and positioned in the X direction by a second moving means (not shown), and can be moved and positioned in the Z direction by a linear motor 62. The head 70 can be swung and positioned in the α, β, and γ directions by motors 64, 66, and 68, respectively. Based on such a configuration, the ink jet apparatus 50 can accurately control the relative position and posture of the ink discharge surface 70P of the head 70 and the substrate S on the table 46.

ヘッド７０は、図５の側断面図に示すように、インクジェット方式（液滴吐出方式）によってインク１０をノズル９１から吐出するものである。液滴吐出方式として、圧電体素子としてのピエゾ素子を用いてインクを吐出させるピエゾ方式や、インクを加熱して発生した泡（バブル）によりインクを吐出させる方式など、公知の種々の技術を適用することができる。このうちピエゾ方式は、インクに熱を加えないため、材料の組成に影響を与えないなどの利点を有する。そこで、図５に示すヘッド７０には、前述したピエゾ方式が採用されている。 As shown in the side sectional view of FIG. 5, the head 70 discharges the ink 10 from the nozzles 91 by an ink jet method (droplet discharge method). Various known technologies such as a piezo method in which ink is ejected using a piezoelectric element as a piezoelectric element, and a method in which ink is ejected by bubbles generated by heating the ink are applied as a droplet ejection method. can do. Of these, the piezo method has the advantage that it does not affect the composition of the material because it does not apply heat to the ink. Therefore, the above-described piezo method is adopted for the head 70 shown in FIG.

ヘッド７０のヘッド本体９０には、リザーバ９５およびリザーバ９５から分岐された複数のインク室９３が形成されている。リザーバ９５は、各インク室９３にインクを供給するための流路になっている。また、ヘッド本体９０の下端面には、インク吐出面を構成するノズルプレート（図示せず）が装着されている。このノズルプレートには、インク１０を吐出する複数のノズル９１が、各インク室９３に対応して開口されている。そして、各インク室９３から対応するノズル９１に向かって、インク流路が形成されている。一方、ヘッド本体９０の上端面には、振動板９４が装着されている。この振動板９４は、各インク室９３の壁面を構成している。その振動板９４の外側には、各インク室９３に対応してピエゾ素子９２が設けられている。ピエゾ素子９２は、水晶等の圧電材料を一対の電極（不図示）で挟持したものである。その一対の電極は、駆動回路９９に接続されている。 A head body 90 of the head 70 is formed with a reservoir 95 and a plurality of ink chambers 93 branched from the reservoir 95. The reservoir 95 is a flow path for supplying ink to each ink chamber 93. A nozzle plate (not shown) that constitutes an ink ejection surface is attached to the lower end surface of the head main body 90. In this nozzle plate, a plurality of nozzles 91 for discharging the ink 10 are opened corresponding to the respective ink chambers 93. An ink flow path is formed from each ink chamber 93 toward the corresponding nozzle 91. On the other hand, a diaphragm 94 is attached to the upper end surface of the head main body 90. The diaphragm 94 constitutes a wall surface of each ink chamber 93. Piezo elements 92 are provided outside the diaphragm 94 so as to correspond to the ink chambers 93. The piezo element 92 is obtained by holding a piezoelectric material such as crystal between a pair of electrodes (not shown). The pair of electrodes is connected to the drive circuit 99.

そして、駆動回路９９からピエゾ素子９２に電気信号を入力すると、ピエゾ素子９２が膨張変形または収縮変形する。ピエゾ素子９２が収縮変形すると、インク室９３の圧力が低下して、リザーバ９５からインク室９３にインク２１が流入する。また、ピエゾ素子９２が膨張変形すると、インク室９３の圧力が増加して、ノズル９１からインク２１が吐出される。なお、印加電圧を変化させることにより、ピエゾ素子９２の変形量を制御することができる。また、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子９２の変形速度を制御することができる。すなわち、ピエゾ素子９２への印加電圧を制御することにより、インク２１の吐出条件を制御し得るようになっているのである。 When an electric signal is input from the drive circuit 99 to the piezo element 92, the piezo element 92 is expanded or contracted. When the piezo element 92 contracts and deforms, the pressure in the ink chamber 93 decreases, and the ink 21 flows from the reservoir 95 into the ink chamber 93. Further, when the piezo element 92 expands and deforms, the pressure in the ink chamber 93 increases and the ink 21 is ejected from the nozzle 91. Note that the amount of deformation of the piezo element 92 can be controlled by changing the applied voltage. Further, the deformation speed of the piezo element 92 can be controlled by changing the frequency of the applied voltage. That is, by controlling the voltage applied to the piezo element 92, the ejection conditions of the ink 21 can be controlled.

したがって、このようなヘッド７０を備えたインクジェット装置５０を用いることにより、インク１０を、前記セラミックグリーンシート７上の所望する場所に所望の量、精度良く吐出し、配することができる。よって、図３（ａ）に示したように前駆体１１を、精度良くしかも容易に形成することができる。 Therefore, by using the ink jet apparatus 50 provided with such a head 70, the ink 10 can be ejected and arranged with a desired amount and accuracy in a desired place on the ceramic green sheet 7. Therefore, as shown in FIG. 3A, the precursor 11 can be formed accurately and easily.

すなわち、本発明のインクは、分散媒として水系のものを用いていることなどにより、セラミックグリーンシート７に対する静的接触角が３０度以上９０度以下となるように調製されている。したがって、前述したようにセラミックグリーンシート７上で必要以上に濡れ広がってしまうことがなく、また、セラミックグリーンシート７に強く弾かれてしまうこともないことから、セラミックグリーンシート７上に所望のパターン状で良好に配置させられるようになっているのである。 That is, the ink of the present invention is prepared such that the static contact angle with respect to the ceramic green sheet 7 is 30 degrees or more and 90 degrees or less, for example, by using an aqueous medium as a dispersion medium. Therefore, as described above, the ceramic green sheet 7 does not spread more than necessary and is not strongly repelled by the ceramic green sheet 7, so that a desired pattern is formed on the ceramic green sheet 7. It can be arranged in a good shape.

このようにして前駆体１１を形成したら、同様の工程により、前駆体１１を形成したセラミックグリーンシート７を必要枚数、例えば１０枚から２０枚程度容易する。
次いで、これらセラミックグリーンシートからＰＥＴフィルムを剥がし、図２に示すようにこれらを積層することにより、積層体１２を得る。このとき、積層するセラミックグリーンシート７については、上下に重ねられるセラミックグリーンシート７間で、それぞれの前駆体１１が必要に応じてコネクタ６を介して接続するように配置する。 When the precursor 11 is formed in this manner, the required number of ceramic green sheets 7 on which the precursor 11 is formed, for example, about 10 to 20 is facilitated by the same process.
Next, the PET film is peeled off from these ceramic green sheets, and these are laminated as shown in FIG. At this time, the ceramic green sheets 7 to be stacked are arranged so that the precursors 11 are connected via the connectors 6 as necessary between the ceramic green sheets 7 stacked one above the other.

このようにして積層体１２を形成したら、例えばベルト炉などによって加熱処理する。これにより、各セラミックグリーンシート７は焼成されることで、図３（ｂ）に示すように本発明のセラミックス基板２となり、また前駆体１１はこれを形成する導電粒子が焼結して配線パターンや電極パターンからなる回路（機能パターン）５となる。そして、このように前記積層体１２が加熱処理されることで、この積層体１２は図１に示した積層基板３となる。 When the laminated body 12 is formed in this manner, heat treatment is performed by, for example, a belt furnace. As a result, each ceramic green sheet 7 is fired to form the ceramic substrate 2 of the present invention as shown in FIG. 3 (b), and the precursor 11 sinters the conductive particles forming the same to form a wiring pattern. And a circuit (functional pattern) 5 composed of electrode patterns. And the laminated body 12 becomes the laminated substrate 3 shown in FIG. 1 by heat-processing the laminated body 12 in this way.

ここで、前記積層体１２の加熱温度としては、セラミックグリーンシート７中に含まれるガラスの軟化点以上とするのが好ましく、具体的には、６００℃以上９００℃以下とするのが好ましい。また、加熱条件としては、適宜な速度で温度を上昇させ、かつ下降させるようにし、さらに、最大加熱温度、すなわち前記の６００℃以上９００℃以下の温度では、その温度に応じて適宜な時間保持するようにする。 Here, the heating temperature of the laminate 12 is preferably not less than the softening point of the glass contained in the ceramic green sheet 7, and specifically, not less than 600 ° C and not more than 900 ° C. As heating conditions, the temperature is raised and lowered at an appropriate rate, and the maximum heating temperature, that is, the temperature of 600 ° C. to 900 ° C. is maintained for an appropriate time according to the temperature. To do.

このように前記ガラスの軟化点以上の温度、すなわち前記温度範囲にまで加熱温度を上げることにより、得られるセラミックス基板２のガラス成分を軟化させることができる。したがって、その後常温にまで冷却し、ガラス成分を硬化させることにより、積層基板３を構成する各セラミックス基板２と回路（機能パターン）５との間がより強固に固着するようになる。 Thus, the glass component of the obtained ceramic substrate 2 can be softened by raising the heating temperature to a temperature equal to or higher than the softening point of the glass, that is, the temperature range. Therefore, after cooling to room temperature and curing the glass component, the ceramic substrate 2 constituting the laminated substrate 3 and the circuit (functional pattern) 5 are more firmly fixed.

また、このような温度範囲で加熱することにより、得られるセラミックス基板２は、９００°以下の温度で焼成されて形成された、低温焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）となる。したがって、これらセラミックス基板２間に形成された回路（機能パターン）５の形成材料としては、比較的低融点である銀などの貴金属が使用可能となっており、これによって回路（機能パターン）５の焼成による形成と同時に、セラミックス基板２の焼成が可能となる。また、銀などの貴金属は抵抗率が小さいことから、回路５を低抵抗にすることができる。 Further, by heating in such a temperature range, the obtained ceramic substrate 2 becomes a low-temperature fired ceramic (LTCC) formed by firing at a temperature of 900 ° C. or less. Therefore, a noble metal such as silver having a relatively low melting point can be used as a material for forming the circuit (functional pattern) 5 formed between the ceramic substrates 2, and thereby the circuit (functional pattern) 5. Simultaneously with the formation by firing, the ceramic substrate 2 can be fired. Moreover, since noble metals, such as silver, have a small resistivity, the circuit 5 can be made low resistance.

ここで、セラミックグリーンシート７上に配されたインク１０中の導電粒子は、加熱処理によって互いに融着し、連続することによって導電性を示すようになる。インクジェット法用のインクにおいて主に用いられる平均粒子径１０〜３０ｎｍ程度の導電粒子は、例えば銀粒子の場合、２００℃程度の温度で導電性を示すようになる。したがって、前記した６００℃以上、９００℃以下の範囲での加熱処理により、インク１０中の導電粒子は容易に融着し連続化することにより、回路５となるのである。 Here, the conductive particles in the ink 10 disposed on the ceramic green sheet 7 are fused to each other by heat treatment and become conductive by being continuous. In the case of silver particles, for example, conductive particles having an average particle diameter of about 10 to 30 nm, which are mainly used in inks for the ink jet method, exhibit conductivity at a temperature of about 200 ° C. Therefore, the conductive particles in the ink 10 are easily fused and continuous by the heat treatment in the range of 600 ° C. or more and 900 ° C. or less to form the circuit 5.

このような加熱処理によって回路５は、セラミックス基板２中のコンタクト６に直接接続させられ、導通させられて形成されたものとなる。ここで、この回路５が単にセラミックス基板２上に載っているだけでは、セラミックス基板２に対する機械的な接続強度が確保されず、したがって衝撃等によって破損してしまうおそれがある。しかしながら、本発明では、前述したようにセラミックグリーンシート７中のガラスを一旦軟化させ、その後硬化させることにより、回路５をセラミックス基板２に対し強固に固着させている。したがって、形成された回路５は、機械的にも高い強度を有するものとなる。 By such heat treatment, the circuit 5 is directly connected to the contact 6 in the ceramic substrate 2 and is made conductive. Here, if the circuit 5 is merely placed on the ceramic substrate 2, the mechanical connection strength to the ceramic substrate 2 is not ensured, and therefore there is a possibility that the circuit 5 may be damaged by an impact or the like. However, in the present invention, as described above, the circuit 5 is firmly fixed to the ceramic substrate 2 by once softening the glass in the ceramic green sheet 7 and then curing it. Therefore, the formed circuit 5 has high mechanical strength.

なお、このような加熱処理により、回路４についても前記回路５と同時に形成することができ、これによってセラミックス回路基板１を得ることができる。 Note that, by such heat treatment, the circuit 4 can be formed simultaneously with the circuit 5, whereby the ceramic circuit board 1 can be obtained.

このようなセラミックス回路基板１の製造方法にあっては、特に積層基板３を構成する各セラミックス基板２の製造に際して、前記のグリーンシート用インク１０をセラミックグリーンシート７に対して配しているので、このグリーンシート用インク１０をセラミックグリーンシート７上に所望のパターン状で良好に配置することができ、したがって高精度の機能パターン（回路）５を形成することができる。
よって、本発明によれば、電子機器の構成要素となる電子部品について、その小型化の要求に応えることができるのはもちろん、多品種少量生産についてのニーズにも十分に対応可能となる。 In such a method of manufacturing the ceramic circuit board 1, the green sheet ink 10 is disposed on the ceramic green sheet 7, particularly when manufacturing the ceramic substrates 2 constituting the multilayer substrate 3. Thus, the green sheet ink 10 can be satisfactorily arranged in a desired pattern on the ceramic green sheet 7, and therefore, a highly accurate functional pattern (circuit) 5 can be formed.
Therefore, according to the present invention, it is possible not only to meet the demand for miniaturization of electronic components that are components of electronic equipment, but also to fully meet the needs for high-mix low-volume production.

また、セラミックグリーンシート７を加熱処理する際の加熱温度を、セラミックグリーンシート７中に含まれるガラスの軟化点以上としているので、加熱処理によってセラミックグリーンシート７をセラミックス基板２にした際、形成した回路（機能パターン）５が軟化したガラスによってセラミックス基板２（セラミックグリーンシート７）上に強固に固着するようになり、したがって回路５の機械的強度を高めることができる。 Moreover, since the heating temperature at the time of heat-processing the ceramic green sheet 7 is made more than the softening point of the glass contained in the ceramic green sheet 7, when the ceramic green sheet 7 was made into the ceramic substrate 2 by heat processing, it formed. The circuit (functional pattern) 5 is firmly fixed on the ceramic substrate 2 (ceramic green sheet 7) by the softened glass, so that the mechanical strength of the circuit 5 can be increased.

なお、前記実施形態では、機能性粒子として導電粒子を含有してなるインクを用い、機能パターンとして回路を形成する例について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、前述したように抵抗体粒子（抵抗体材料）や高誘電体粒子（高誘電体材料）、磁性体粒子（磁性体材料）を用いることにより、積層セラミックスコンデンサ、積層インダクター、ＬＣフィルタ、複合高周波部品等の機能パターンを基板上に形成することもできる。 In the above-described embodiment, an example in which an ink containing conductive particles is used as functional particles and a circuit is formed as a functional pattern has been described. However, the present invention is not limited to this, and as described above. By using resistor particles (resistor material), high dielectric particles (high dielectric material), and magnetic particles (magnetic material), functional patterns of multilayer ceramic capacitors, multilayer inductors, LC filters, composite high-frequency components, etc. Can also be formed on the substrate.

本発明に係るセラミックス回路基板の概略構成を示す側断面図である。It is a sectional side view showing the schematic structure of the ceramic circuit board concerning the present invention. セラミックス回路基板の製造方法の、概略の工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the schematic process of the manufacturing method of a ceramic circuit board. （ａ）、（ｂ）は図１のセラミックス回路基板の、製造工程説明図である。(A), (b) is manufacturing process explanatory drawing of the ceramic circuit board of FIG. インクジェット装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of an inkjet apparatus. インクジェットヘッドの概略構成を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating schematic structure of an inkjet head.

Explanation of symbols

１…セラミックス回路基板、２…セラミックス基板、３…積層基板、４…回路、５…回路（機能パターン）、７…セラミックグリーンシート、１０…インク、１１…前駆体、１２…積層体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ceramic circuit board, 2 ... Ceramic substrate, 3 ... Laminated board, 4 ... Circuit, 5 ... Circuit (functional pattern), 7 ... Ceramic green sheet, 10 ... Ink, 11 ... Precursor, 12 ... Laminated body

Claims

An ink for discharging liquid droplets for forming a functional pattern on a ceramic green sheet,
A green sheet ink, wherein functional particles are dispersed in an aqueous dispersion medium containing water as a main component, and a static contact angle with respect to the ceramic green sheet is 30 degrees or more and 90 degrees or less.

2. The green sheet ink according to claim 1, wherein the ceramic green sheet contains a water-insoluble resin as a binder component.

The ink for green sheets according to claim 1 or 2, wherein the amount of water in the ink is 20 wt% or more and 80 wt% or less.

4. The green sheet according to claim 1, wherein the functional particles are made of any one of a conductive material, a resistor material, a high dielectric material, and a magnetic material. 5. ink.

The green sheet ink according to any one of claims 1 to 4 is selectively disposed on the ceramic green sheet by a droplet discharge method, and then heat-treated to form the ceramic green sheet as a ceramic substrate. A method of manufacturing a ceramic substrate, wherein the green sheet ink is formed into a functional pattern.

6. The ceramic according to claim 5, wherein, when the ceramic green sheet contains glass, the heating temperature is set to be equal to or higher than a softening point of the glass contained in the ceramic green sheet. A method for manufacturing a substrate.